Pneumatico – Struttura interna
Dal punto di vista costitutivo, lo pneumatico è una struttura flessibile di forma toroidale riempita con aria compressa.
Sezionando uno pneumatico è possibile individuare le cinque parti principali che lo costituiscono:
- tallone;
- carcassa;
- fianco;
- cintura;
- battistrada.
Fig. 1 – Sezione dello pneumatico con individuazione delle varie zone
Il tallone garantisce il calettamento sul cerchione e la tenuta della pressione dell’aria. Esso viene schiacciato sul bordo del cerchione dalla pressione interna allo pneumatico (fig. 2) e, grazie all’attrito, sviluppa le forze necessarie a non far slittare la gomma sul cerchione resistendo alle sollecitazioni provenienti dal suolo (trazione, frenatura, forze laterali in curva).
Fig. 2 – Particolare del tallone dello pneumatico
Al suo interno ingloba una struttura metallica chiamata cerchietto attorno al quale si avvolge la carcassa (fig. 3).
Fig. 3 – Struttura del tallone con cerchietto in evidenza
Il cerchietto è composto da una serie di cavi in acciaio trafilato. L’adozione di tanti cavi a piccola sezione al posto di un’unica struttura metallica a grande sezione conferisce maggiore flessibilità al cerchietto. Tale caratteristica permette al tallone di aderire meglio al cerchione e garantisce una maggior facilità di smontaggio dello pneumatico. Il processo di trafilatura, invece, assicura una maggiore resistenza alla trazione.
La carcassa si avvolge sul cerchietto (fig. 3) ed è costituita da un certo numero di strati di fili in rayon, nylon o acciaio annegati in una mescola in gomma. A protezione esterna della carcassa c’è il fianco, realizzato in gomma, il quale deve possedere un’ottima resistenza alla fatica: infatti, lo schiacciamento dello pneumatico sottopone il fianco a continui cicli di flessione. Negli pneumatici privi di camera d’aria (tubeless), la parte interna della carcassa è coperta da uno strato impermeabile detto inner-liner.
Il battistrada è invece la parte dello pneumatico in cui vengono scambiate tutte le forze con il suolo ed è quindi quella zona la cui mescola e geometria contribuiscono in maniera sostanziale al contenuto prestazionale dello pneumatico.
Sotto al battistrada troviamo la cintura, una fascia costituita da vari strati di fili di acciaio che avvolge la carcassa. Questo componente è prerogativa quasi esclusiva degli pneumatici cosiddetti radiali ed è stato introdotto soprattutto a partire dal 1918, con l’avvento di tale tipologia di pneumatici.
Secondo una prima basilare classificazione degli pneumatici è possibile distinguere tra pneumatici incrociati (diagonal o cross ply) e radiali (radial ply). I primi non hanno la cintura e sono composti da vari strati sovrapposti di tele di carcassa con fili disposti diagonalmente rispetto al piano equatoriale dello pneumatico. L’angolo di inclinazione dei fili rispetto a tale piano varia solitamente tra 20° e 40° (fig. 4).
Fig. 4 – Struttura interna di uno pneumatico incrociato
Gli pneumatici radiali presentano invece la cintura e sono caratterizzati da una carcassa più sottile, in quanto costituita usualmente da un unico strato di fili metallici disposti perpendicolarmente rispetto al piano equatoriale dello pneumatico (fig. 5).
Fig. 5 – Struttura interna di uno pneumatico radiale
A metà strada tra le due tipologie di pneumatici troviamo i cinturati (belted cross ply), i quali non sono altro che pneumatici incrociati dotati di cintura.
La struttura degli pneumatici radiali è tale da ottimizzare alcune caratteristiche prestazionali rispetto agli incrociati, ma questa è un’altra storia…
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